CC BY
6
УДК 544.6;546.72
Аунг Пьяе, Хейн Тху Аунг, Колесников А.В.
ВЛИЯНИЕ КИСЛОТНОСТИ СРЕДЫ НА КИНЕТИКУ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ Fe В ПРИСУТСТВИИ МОЮЩЕГО СРЕДСТВА DECORRDAL
Аунг Пьяе, аспирант кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов РХТУ имени Д.И. Менделеева
Хейн Тху Аунг, к.т.н., докторант кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов РХТУ имени Д.И. Менделеева
Колесников Артем Владимирович, к.т.н., старший научный сотрудник Технопарка <<Экохимбизнес 2000+>> РХТУ имени Д.И. Менделеева
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20 8(916)107-66-24 aungpYae05@gmail.com
Проведены исследования направленные на повышения эффективности электрофлотационного процесса извлечения железа в присутствии моющего средства Decorrdal, применяемого при мойки высоким давлением крупногабаритных стальных металлоконструкций после механической обработки. Входящие в состав компоненты фосфорная кислота, куменсульфонат натрия и алкоксилат жирного спирта подавляют процесс извлечения железа.
Ключевые слова: электрофлотация, фильтрация, сточные воды, железо, Decorrdal.
THE EFFECT OF THE ACIDITY OF THE MEDIUM ON THE KINETICS OF THE ELECTROFLOTATION EXTRACTION PROCESS Fe IN THE PRESENCE OF DETERGENT DECORRDAL
Aung Pyae, Hein Thu Aung, Kolesnikov A.V.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
Research has been conducted to improve the efficiency of the electroflotation process of iron recovery in the presence of Decorrdal detergent used for high pressure washing of large-dimension steel structures after machining. Included in the components of phosphoric acid, sodium cumene sulfonate and fatty alcohol alkoxylate suppress the process of iron recovery.
Keywords: electroflotation, filtration, wastewater, iron, Decorrdal.
После механической обработки
крупногабаритные стальные металлоконструкции проходят мойку высоким давлением, при температуре около 60 - 80 0С кислым фосфатирующим составом (исходные химические составы приведены в таблице 1).
Таблица 1. Основные действующие вещества моющего средств Decorrdal 40-80-2.
Компонент Содержание
Decorrdal 40-80-2 В концентрате Концентрата в рабочем растворе Компонента в рабочем растворе
Фосфорная кислота 5-10% 3,0% 0,30%
Куменсульфонат натрия (C9H11NaO3S) -АПАВ >1<5% 0,15%
Алкоксилат жирного спирта >1<5% 0,15%
Основными компонентами являются органические примеси анионных и неионогенных ПАВ -куменсульфонат натрия и алкоксилатов жирных спиртов.
Отработанный моющий раствор с небольшим содержанием масел, сож, металлической пыли и механических примессей сливается с систему канализации предприятия, как правило в резервуар
под моечной кабиной. После дополнительной специальной очистки раствор можно вернуть в насос высокого давления для повторного использования, при необходимости откорректировав добавкой необходимого количества свежего концентрата исходного моющего средства. Состав сточной воды представлен в таблице 2.
Таблица 2. Состав воды после обработки деталей
Параметр Значение
PH 2,3 ед - 2,5 ед
ХПК 530 мг/дм3 - 550 мг/дм3
БПК5 250 мг/дм3 - 252 мг/дм3
Фосфат -ион (Р) 45 мг/дм3 - 47 мг/дм3
Железо 0,24 мг/дм3 - 0,27 мг/дм3
АПАВ 2,2 мг/дм3 - 2,6 мг/дм3
Из анализа данных представленных в таблице 2 отметим, что основным компонентом, от которого следует проводить очистку для возврата части моющего раствора в технологический процесс, являются ионы Fe(II).
Известна высокоэффективная
электрофлотационная технология (ЭФ) удаления моющего средства [1] и железа [2] из водных растворов, однако до конца не понятна роль моющей композиции Decorrdal, содержащей композиции
ПАВ, а также фосфорную кислоту в процессе очистки.
Основным параметром, определяющим эффективность ЭФ процесса, является степень извлечения а дисперсной фазы:
■Снск-С мт , п/
аЭФ=-* 100 %,
Снск
где Сисх, Сост - соответственно исходная и остаточная концентрация дисперсной фазы в водной среде, г/м3(мг/л).
В таблице 3 и на рисунке 1 представлены экспериментальные результаты, характеризующие эффективность процесса электрофлотационного извлечения труднорастворимых соединений железа в присутствии моющего средства DecorrdaL
Таблица 3. - Степень электрофлотационного извлечения гидроксидов железа в зависимости от рН,а %
Время, мин а %
pH-5 рН-7 рН-10
C DecoIтdal Без Бесопч!а1 С DecoIтdal Без Бесогг<1а1 С DecoIтdal Без Бесогг<1а1
5 5 42 28 81 9 34
10 6 40 31 77 6 73
20 8 29 46 10 6 81
Фильтрация 82 97 88 98 90 92
Условия эксперимента: Ев2+ = 50 мг/л, Decorrdal = 1 мл/л , I, = 0,2 ^л
Условия эксперимента : Fe 2+ = 50 мг/л, Decorrdal = 1 мл = 0,2 A/л
Показано, что процесс электрофлотационного извлечения двух валентного железа при попадании в сточную воду моющей композиции Весогг<!а1 подавляется, степень извлечения снижается с 80% до 20%.
Последующая фильтрация проб позволяет достичь увеличение эффективности процесса очистки до 96%, что свидетельствует о наличии диспресной фазы и недостаточно высокой эффективности процесса ее электрофлотационного извлечения.
На граф. 1 представлены экспериментальные результаты, показывающие влияние БесогМа! на кинетику процесса электрофлотации гидроксидов железа в слабощелочном диапазоне рН (5, 7, 10).
Как видно из экспериментальных данных эффективность извлечения ионов Fe(железа) в первые 5 минут очистки при рН-7 без моющего средства Бесогг<а1 высока и составляет 81% , конечная степень извлечения 98% за 30 минут.
Введение в раствор Бесогг<а1 понижает степень извлечения на 5 минутах на 28%, а на 30 минутах 88%.
Без Бесогг<а1 при рН 5-7 образующаяся дисперсная фаза неустойчива и через 20 минут электрофлотации опадает в аппарате. Последующая фильтрация позволяет достичь высокой эффективности процесса, что говорит о наличии дисперстной фазы. Введение в систему Бесогг<а1 подавляет процесс в первые 5 минут, что вероятнее всего связано с наличием в системе фосфат-аниона [PO43"], особенность электрофлотации которого описана в монографии.[4]
Экспериментально установлено, что присутствие в системе композиции Бесогг<а1 при смещении рН в щелочную область, снижает долю железа, находящегося в ионной форме, что способствует процессу электрофлотационной очистки.
Результат получен при финансовой поддержке Министерства науки и образования науки РФ в ходе выполнения работ по соглашению о предоставлении субсидии № 14.583.21.0068 от 22.11.2017 г. Уникальный идентификатор проекта ЯГМЕГ158317Х0068.
Список литературы
1. Колесников А.В., Кузнецов В.В., Колесников В.А., Капустин Ю.И. Роль поверхностно активных веществ в электрофлотационном процессе извлечения гидроксидов и фосфатов меди, никеля и цинка // Теоретические основы хим. технологии 2015. — Том 49. № 1. — С. 3-11.
2. Аунг Пьяе, Хейн Тху Аунг, Колесников А.В., Колесников В.А. Повышение эффективности электрофлотационного процесса совместного извлечения ионов Си и Zn в составе многокомпонентных систем. // МКХТ-2017-иССИ' . — 23с .
3. Колесников А.В., Кисиленко П.Н., Графов Д.Ю., Ильин В.И. Анализ эффективности работы электрохимической, мембранной и сорбционной технологий очистки сточных вод от ионов тяжёлых металлов и органических примесей. // Гальванотехника и обработка поверхности № 3, 2014 г.
4. Колесников В.А., Ильин В.И., Капустин Ю.И., Вараксин С.О., Кисиленко П.Н., Кокарев Г.А. Электрофлотационная технология очистки вод промышленных предприятий: Под ред. Колесников В.А. — М.: Химия, 2007. — С.304.
